CH653142A5

CH653142A5 - Vorrichtung zur erzeugung von mehrebenenbildern.

Info

Publication number: CH653142A5
Application number: CH9243/80A
Authority: CH
Inventors: Keith Jay Egging
Original assignee: Taito Corp
Priority date: 1979-04-13
Filing date: 1980-04-12
Publication date: 1985-12-13
Also published as: IT8067566A0; AU5984980A; WO1980002233A1; KR830000781B1; AU534554B2; JPS6046994B1; DE3041415A1; BR8008171A; IT1129215B; US4306768A; GB2061739B; GB2061739A

Description

60 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Betrachtungsfenster, durch das man Mehrebenenbilder betrachten kann, die durch Stapeln mehrerer elementarer ebener Bilder hergestellt worden sind. Insbesondere betrifft die Anmeldung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mehrebe-«5 nenbildern in dreidimensionaler Realistik, in denen einige der Bildelemente sich gegebenenfalls zu bewegen scheinen; diese Vorrichtung ist daher für Vergnügungsmaschinen wie Schiessstände usw. geeignet.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Erzeugung von Mehrebenenbilder für Vergnügungsgalerien, Heimvergnügungsgeräte und andere gewünschte Zwecke; beispielhaft hierfür sind als Stand der Technik die US-PSn 1 821 626,

2 611 817,2 740 833,2 845 618,2 888 857,3 317 206,

3 373 654,3 680 949 und 3 944 336.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Mehrebenenbilder zur Betrachtung durch Verwendung von Spiegeln oder dergleichen zu erzeugen, denen eine dreidimensionale Realistik eigen ist; vergi, beispielsweise die genannten US-PSn 1 821 626 und 3 182 547. Die ältere dieser beiden Patentschriften schlägt weiterhin die Verwendung von zwei Bilderzeugungskammern in Kombination vor, um die Tiefenillusion zu verstärken.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die bekannten Vorrichtungen dahingehend zu verbessern, dass die Anzahl der erzielbaren optischen Effekte steigt. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die mit den bekannten Vorrichtungen erzielbaren Resultate zu verbessern.

Die Bilderzeugungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist allgemein ein Gehäuse mit einer Betrachtungsöffnung und einer primären Bilderzeugungskammer auf.

Diese Kammer ist zu einer Vielzahl von Zellen unterteilt, die jeweils eine Bildquelle enthalten, die unter Beleuchtung durch die Betrachtungsöffnung hindurch über eine Vielzahl von winklig angeordneten lichtdurchlässigen spiegelartigen Elementen mit reflektierenden Oberflächen sichtbar sind. Die Bildquellen können dabei jeweils eine Projektion auf einem Bildschirm und/oder eine Videobildröhre sein, die sich über die Zellen erstreckt, oder auch reale Gegenstände, die sich in den Zellen selbst befinden.

In einigen Fällen ist erwünscht, die wahrgenommene Bildtiefe erheblich über den Umriss der Bildquelle selbst hinaus zu vergrössern. In der vorliegenden Ausführungsform wird dies erreicht, indem man die reflektierenden Oberflächen so anordnet, dass die Laufstrecke der reflektierenden Bilder zwischen der Bildquelle und der Betrachtungsöffnung sich verlängert.

Es kann ebenfalls erwünscht sein, die Illusion einer Bewegung eines Bildes relativ zu einem anderen zu erzeugen, während die Bildquellen tatsächlich räumlich zueinander festliegen. In der vorliegenden Ausführungsform geschieht dies, indem man die reflektierenden Oberflächen so lagert, dass sie wahlweise relativ zueinander bewegbar sind.

Verwendet man als Mehrfachbildquelle eine Videobildröhre, ist die Helligkeit der Bilder aus den verschiedenen Zellen an der Betrachtungsöffnung unter Umständen infolge der verschieden langenLaufstrecken des Lichts und der unterschiedlich häufigen Durchläufe durch lichtdurchlässige Elemente nicht gleichmässig. Es sind daher Mittel vorgesehen, um diese Helligkeitsunterschiede auszugleichen.

Weiterhin kann erwünscht sein, mit einer einzigen festen Bildquelle mehrere verwaschene oder gegeneinander verschobene Bilder zu erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform geschieht dies mit einem Paar nichtparalleler lichtdurchlässiger spiegelartiger Elemente im Weg des Bildlichts, die versetzte Mehrfachreflexionen erzeugen.

Zusätzlich zur primären Bilderzeugungskammer kann die Verwendung einer sekundären Kammer erwünscht sein, wie in der US-PS 1 821 626 beschrieben. Die sekundäre Kammer ist ebenfalls mit einer Vielzahl von festen oder bewegbaren Bildquellen versehen, die in der vorliegenden Ausführungsform auf einer Vielzahl beabstandeter paralleler Böden angeordnet sind, deren Breite mit der Tiefe der sekundären Kammer zunimmt, um sämtliche Bildquellen an der Betrachtungsöffnung sichtbar zu machen. In der sekundären Kammer lassen sich verschiedene Beleuchtungseinrichtungen verwenden.

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Die beigefügte Zeichnung zeigt die Ausführungsform der Erfindung, die der Erfinder für derzeit am bestehen hält.

Fig. 1 ist eine schematisierte Darstellung einer Mehrebe-nenbilderzeugungsvorrichtung nach der vorliegenden Er-5 findung;

Fig. 2 ist eine Teilperspektivdarstellung einer primären Bilderzeugungskammer mit realen Gegenständen als Bildquelle;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung eines Teils der io sekundären Bilderzeugungskammer mit bewegbaren Bildquellen;

Fig. 4 ist eine Darstellung des Bildeindrucks, den ein in die Vorrichtung schauender Betrachter erhält;

Fig. 5 ist eine schematisierte Darstellung einer primären i5 Bilderzeugungskammer und zeigt eine Ausführungsform zur Vergrösserung der wahrgenommenen Bildtiefe;

Fig. 6 ist eine schematisierte Darstellung einer primären Bilderzeugungskammer, in der die lichtdurchlässigen reflektierenden Elemente relativ zueinander bewegbar sind; 20 Fig. 7,8 und 9 zeigen drei Ausführungsformen von Einrichtungen zur Einstellung der Bildhelligkeit;

Fig. 10 zeigt schematisiert die Erzeugung von Mehrfachbildern aus einer einzigen Bildquelle.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist die dargestellte Ausführungs-25 form der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 1 auf, das zu einer Vielzahl von Kammern unterteilt ist, die mit 2,3 und 4 bezeichnet sind. Die Kammer 2 kann verschiedene Anlagenteile, Regelelemente und dergl. enthalten. Die Kammer 3 liegt an einem Ende der Kammer 2 und ist in der dargestellten Aus-30 führungsform geringfügig aus der Waagerechten geneigt. Die Kammer 3 ist die primäre Bilderzeugungskammer. Eine sekundäre Bilderzeugungskammer 4 liegt am vorderen Ende der Kammer 3 und allgemein im rechten Winkel zu ihr.

Das Gehäuse 1 kann aus Holz oder einem anderen geeig-35 neten lichtundurchlässigen Werkstoff hergestellt sein, enthält jedoch eine Betrachtungsöffnung 5, die offen oder alternativ mit einer transparenten Glasscheibe 6 oder dergl. abgedeckt sein kann. Die Öffnung 5 liegt am Übergang zwischen den Bilderzeugungskammern 3,4 und ist optisch mit ihnen ver-4o bunden.

Ist die Vorrichtung in Vergnügungsgalerien oder dergl. eingesetzt, kann ein Gewehr oder anderes Eingabeelement (nicht gezeigt) ausserhalb der Sichtöffnung 5 angeordnet werden, um auf die gesehenen Bilder einzuwirken.

45 In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform soll eine Vielzahl von sichtbaren Mehrebenenbildern erzeugt werden, die in unterschiedlichen Ebenen von einer einzigen allgemein ebenen Oberfläche her liegen, die als Bildquelle dient. Zu diesem Zweck ist die untere Begrenzungsfläche der primären Bilder-50 zeugungskammer 3 die Oberfläche bzw. der Bildschirm 7 einer Bildröhre 8, die in der Kammer 2 angeordnet ist.

Von der Fläche 7 der Bildröhre aus steht eine Vielzahl von beabstandeten Querwänden 9-12 aus aufwärts vor, deren untere Kanten vorzugsweise auf der Fläche 7 aufliegen. Die 55 Oberkante der Vorderwand 9 ist wie bei 13 nach vorn zu einem Flansch abgewinkelt, der als Auflager für die untere Kante eines vor- und aufwärts geneigten Zweiwegspiegels 14 dient. Entsprechend sind die Zweiwegspiegel 15-17 mit ihren Kanten auf die Oberkanten der Wände 10-12 aufgelegt, so Obgleich die Elemente 14-17 hier als Zweiwegspiegel bezeichnet sind, soll dieser Ausdruck sämtliche geeigneten Elemente umfassen, die nach vorn zur Sichtöffnung 5 lichtdurchlässig sind und auf ihrer Vorderfläche reflektieren. Die reflektierende Oberfläche kann dabei eine Teilversilberung sein. « Derartige Elemente sind halbtransparent und halbreflektierend. Es hat sich herausgestellt, dass das Reflexionsvermögen der nach vorn gewandten Oberflächen etwa 30% oder weniger betragen sollte.

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Ein Dach 18 verläuft über die Oberkanten der Spiegel gen, die sich dann mit den Autobildern zusammenfügen. Wei-

14-17 und nach vorn über sie hinaus als oberer Abschluss der terhin kann man die Autos 30 in den Zellen bewegen, um die

Betrachtungsöffnung 5. Szene realistischer darzustellen.

Die einzelnen Wände 9-12 bilden gemeinsam mit dem je- Die hier erläuterten Ausführungsformen machen es auch weils zugehörigen der Zweiwegspiegel 14-17 eine Vielzahl s möglich, ein Betrachtungsbild an der Öffnung 5 zu erzeugen, von Trennwänden, die gemeinsam mit den Gehäusewänden dessen Quelle unabhängig von der Bildquelle auf dem Bild-die primäre Kammer 3 zu einer Vielzahl von Zellen 19—21 un- schirm 7 ist, wobei die beiden Bilder jedoch zu einem Verterteilen, die hintereinander über die Fläche 7 der Bildröhre 8 bundbild zusammengefügt werden können.

aufgereiht sind. Diese Zellanordnung unterteilt auch die Bild- Die Fig. 1 zeigt, dass eine solche Bildquelle entsteht, wenn röhrenoberfläche 7 zu einer Vielzahl von querverlaufenden »> man die primäre Bilderzeugungskammer 3 hinter der Zelle 21

Bildbereichen bzw. beleuchteten Bildquellen 22—24, die in un- verlängert, indem man das Dach 18 nach hinten zieht, die terschiedlicher Tiefe relativ zur Betrachtungsöffnung 5 liegen. Trennwand 12 nach hinten zu einem Flansch 31 abwinkelt

Die Bildröhre 8 kann auf irgendeine geeignete Weise an- und das Dach mit dem Flansch mit einer allgemein vertikalen gesteuert werden—beispielsweise mit einer Logikplatine 25 Wandung 32 verbindet, so dass eine weitere Zelle_33 entsteht, mit einer Stromversorgung 26 und weiterhin einem Micro- 15 Die Wand 32 befindet sich dabei auf der von der Öffnung 5 Computersystem wie das Modell TRS-80, das in den V.St. A. abgewandten Seite der Spiegel 14-17. Ein auf der Vorderflä-von der Firma Radio Shack vertrieben wird. Ein solches Sy- che der Wandung 32 befindliches und geeignet beleuchtetes stem kann einen Tastatureingang 27, eine Bandspeicherein- Bild (vergi, bei 34) - beispielsweise eine gemalte Szene - wird heit 28 sowie einen Videomonitor 29 enthalten. Der Micro- durch die Zweiwegspiegel 17-14 hindurch zur Öffnung 5 ge-computer kann auf die Erzeugung eines oder mehrerer belie- 20 worfen und vereint sich dort mit den vom Bildschirm 7 her gebiger Bilder auf dem Bildschirm 7 der Bildröhre program- spiegelten Bildern.

miert werden, die die Bildquellen darstellen. Ist keine Zelle 33 vorhanden, braucht der Spiegel 17 kein

Die auf dem Bildschirm 7 erzeugten Bilder werden durch Zweiwegspiegel zu sein.

die Zellen 19-21 hindurch zur Betrachtungsöffnung 5 gewor- Weitere Bildelemente kann man mit einer sekundären fen, wo der Betrachter sie sehen kann. Das Bild im Bildbe- 25 Bilderzeugungsquelle erzeugen. Zu diesem Zweck (vergi, wiereich 22 läuft dabei aufwärts durch die Zelle 19, wird vom der die Fig. 1) wird die Kammer 4 dadurch gebildet, dass der Spiegel 15 nach vorn geworfen und verläuft sodann von hin- Wandteil 35 des Gehäuses 1 von der Öffnung 5 her abwärts ten durch den Spiegel 14 und schliesslich zur Öffnung 5. Ent- gezogen wird, während eine nach hinten von ihr beabstandete sprechend läuft das Bild aus dem Bildbereich 23 durch die vertikale Wandung 36 vom Flansch 13 am Spiegel 14 abwärts Zelle 20 aufwärts, wird vom Spiegel 16 reflektiert und läuft 30 vorsteht und ein Boden 37 die Wandungen 35 und 36 mitein-dann von hinten durch die Spiegel 15,14 zur Öffnung 5. ander verbindet. Das obere Ende der sekundären Kammer 4 Schliesslich läuft das Bild aus dem Bildbereich 24 durch die ist allgemein offengehalten zur Vorderseite des Spiegels 14, so Zelle 21 aufwärts, wird vom hintersten Spiegel 17 reflektiert dass eine beleuchtete Bildquelle in der Kammer vom Spiegel und läuft dann von hinten durch die Spiegel 16,15 und 14 zur zur Öffnung 5 reflektiert wird, und zwar zusätzlich zu bzw. in Öffnung 5. 35 Kombination mit den Bildern aus der Kammer 3.

Obgleich das auf dem Bildschirm 7 ursprünglich erzeugte In der vorliegenden Ausführungsform liefert die Kammer Bild allgemein ebenflächig ist, weist das an der Öffnung 5 der 4 eine Vielzahl von Bildquellen sowohl auf der hinteren AbKammer 3 sichtbare Bild mehrere Bildebenen auf, wenn es in schlusswand 36 als auch auf dem Boden 37. Die Bildquelle mehr als einer Zelle erzeugt wird. Erzeugt man beispielsweise auf dem Boden 37 kann dabei eine Bemalung sein wie bei der auf dem Bildschirm 7 eine Linie in nur einer Zelle, sieht der *0 Wand 32 der Zelle 33. Zusätzlich kann man auf dem Boden Betrachter diese Linie in einer einzigen Ebene in einer Tiefe, 37 eine veränderbare Zeichensichtdarstellung 38 vorsehen, die die der desjenigen der Spiegel 15-17 entspricht, der die Linie Spielergebnisse, die Uhrzeit oder dergl. abhängig vom jeweili-reflektiert. Erzeugt man jedoch eine Linie, die diagonal über gen Einsatz der Vorrichtung sichtbar ausgibt.

den gesamten Bildschirm verläuft, sieht der Betrachter drei Die Bildquellen auf der Abschlusswand 36 können sich kurze Linien in drei verschiedenen Ebenen, die scheinbar an « auf einer Vielzahl von vertikal beabstandeten Böden 39-41

den Übergängen zwischen den Zellen bzw. an den Trennele- oder anderen bildbildenden Elementen befinden, die quer menten ineinander übergehen. Es ist mit nur einer einzigen Li- durch die Kammer verlaufen, wobei die Böden mit dem Ab-

nie eine Vielzahl von Effekten möglich, indem man die Linie stand vom Spiegel 14 breiter werden, um sie sichtbar zu ma-

bewegt, verkürzt, verlängert, krümmt oder dergl. Auch mit ei- chen. Die Böden 39-41 sind in unterschiedlichen Farben und/

nem aus Punkten aufgebauten Bild lassen sich bemerkens- so 0(jer an ihren Oberseiten unterschiedlich gemustert ausgestal-

werte Tiefeneffekte erzielen, insbesondere wenn die Bild- tet, so dass sie nicht unterscheidungslos im wahrgenommenen punkte ein/aus-programmiert werden. Natürlich sind auch Bild aufgehen.

Kombinationen unterschiedlicher Bildarten und -färben Die Böden 39-41 bieten eine Bilderzeugung in mehreren möglich. Ebenen, die, wenn mit den Bildern aus der primären Kammer

Die Wände 9-12 sind so angeordnet, dass sie einen direk- 55 3 vereint, dem ursprünglichen Bild Farbe und Tiefe hinten Einblick des Betrachters an der Öffnung 5 auf den Bild- zufügt.

schirm 7 sperren. Dieser direkte Einblick ist sehr uner- Der Boden 37 und die Böden 39-41 lassen sich beispiels-

wünscht, da er die Tiefenillusion zerstört. weise mit einer Lichtquelle 42 im oberen Teil der Kammer 4

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, anstelle des unmittelbar unter der Sichtöffnung 5 beleuchten. Damit das oder zusätzlich zu dem auf dem Bildschirm 7 erzeugten ebe- 60 Licht aus der Quelle 42 nicht vom Spiegel 14 reflektiert wird, nen Bild eine dreidimensionale Bildquelle vorzusehen. Wie liegt unter der Öffnung 5 zwischen Lichtquelle 42 und dem die Fig. 2 zeigt, ist eine Vielzahl dreidimensionaler Gegen- Spiegel 14 eine Blende. Weitere Beleuchtung kann mit Hilfe stände wie Spielzeugautos 30 in den Zellen zwischen den der Lichtquellen 44-46 erfolgen, die dicht unter den Böden Trennwänden und auch zwischen dem Bildschirm 7 und den 39-41 liegen, und indem man die Unterseite der Böden helljeweiligen Spiegeln 15-17 angeordnet. Die Autos 30 lassen 65 farbig ausführt, so dass sie als Beleuchtungshilfe das Licht je-sich mit einer separaten Lichtquelle (nicht gezeigt) von der weils auf die nächstuntere Lichtquelle werfen.

Bildröhre 8 her von der Rückseite silhouettenartig beleuch- Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Bildquellen 39—41 auf der ten. In den Bildbereichen 22-24 kann man ebene Bilder erzeu- seitlichen Abschlusswand 36 festliegend angeordnet. Es kann

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erwünscht sein, sich bewegende Bildquellen vorzusehen. Zu Dabei kann es sich um eine opake Beschichtung oder ein opa-

diesem Zweck sind, wie die Fig. 3 zeigt, mehrere Gruppen 47, kes Element handeln.

48 der Böden vorgesehen, wobei jede Gruppe jeweils den Bö- Es kann zuweilen erwünscht sein, die Illusion einer Bewe-den 39-41 entsprechend ausgestaltet ist und die Gruppen je- gung des Bildes in einer oder mehreren Zellen relativ zum Bild weils querverlaufend nach aussen von einem Endlosriemen 49 5 in den anderen Zellen der primären Kammer 3 zu erzeugen, abstehen, der in einem Schlitz 50 in der Abschluss wand 36 Obgleich das Programm, mit dem die Bilder auf dem Bildläuft. Der Riemen 49 wird beispielsweise mit einem Elektro- schirm 7 erzeugt werden, seinem Wesen nach digital ist, lassen motor 51 angetrieben, der mit einem Schalter 52 ein- und aus- sich für den Betrachter auch analoge Bewegungen erzeugen, geschaltet wird und die Böden über die Länge der sekundären Obgleich also die Bildquelle 22-24 räumlich festliegt, kann Kammer 4 bewegen kann. Auf diese Weise lassen sich die 10 man dem wahrgenommenen Bild Bewegung erteilen.

Gruppen von Mehrebenenbildern zum Betrachter hin und Zu diesem Zweck, und wie für die Ausführungsform der von ihm weg bewegen. Fig. 6 gezeigt, sind die Spiegel 15b, 16b, 17b an ihren Unter-

In beiden Kammern 3 und 4 sollten diejenigen Elemente, kanten wie bei 59-61 schwenkbar mit den Oberkanten der die keine Bildquellen darstellen, beispielsweise durch Anstrei- Trennwände 10-12 verbunden. Die Oberkantenteile der Spie-

chen mit schwarzer Farbe unsichtbar gemacht werden. Diese 15 gel 15b-l 7b sind über die Glieder 62-64 mit einer geeigneten

Elemente sind beispielsweise die Trennwände 9-12, der Kurbelmechanik 65-67 verbunden gezeigt, die auf geeignete

Flansch 13, das Dach 18, die Wände 35,36 sowie die Blende Weise-wie beispielsweise mit den Schaltern 68-70 betätigt

43. werden kann. Dreht eine oder mehrere der Kurbeln, ver-

Die Fig. 4 zeigt das Wahrnehmungsbild in der Öffnung 5, schiebt sich das von dem jeweiligen Spiegel reflektierte relativ wenn die Vorrichtung als Schiessstand oder dergl. in einer 20 zu den von den anderen Spiegeln reflektierten Bildern, so dass

Vergnügungsgalerie aufgebaut ist. Dabei sind sowohl die pri- das Bild auf dem Bildschirm 8 sich zu bewegen scheint.

märe als auch die sekundäre Bilderzeugungskammer 3 und 4 Die Helligkeit des Bildes auf dem Bildschirm einer Videogenutzt. Wie dargestellt, sind die Böden 39-41 als Auflager bildröhre (beispielsweise 7 in Fig. 1) ist im allgemeinen über für Pfeifen, Enten und Flaschen wahrnehmbar, bei denen es den Bildschirm etwa konstant. Die Helligkeit des in der Öff-sich tatsächlich um Abbilder der zugehörigen Zellen 19-21 25 nung 5 wahrgenommenen Bildes ist jedoch unterschiedlich, handelt. Diese Abbilder lassen sich so programmieren, dass da die Bilder aus den einzelnen Zellen unterschiedlich behan-sie ihre Gestalt ändern, verschwinden und erneut auftauchen delt werden. So wird in Fig. 1 das Bild in der Zelle 19 vom und auch sich in ihren Ebenen oder zwischen den einzelnen Spiegel 15 reflektiert und durchläuft ein lichtdurchlässiges Bildebenen bewegen. Die Abschlusswand 37 trägt dabei die Element 14. Das Bild der Zelle 20 wird vom Spiegel 16 reflek-erwähnte Zeichendarstellung sowie eine geeignete graphische 30 tiert und durchläuft zwei lichtdurchlässige Elemente 15,14, Ausgestaltung. während das Bild der Zelle 21 vom Spiegel 17 reflektiert wird

Es kann eine Illusion grösserer Tiefe zwischen den Bild- und durch drei derartige Elemente 16,15,14 hindurchtritt, quellen 22-24 des Bildschirms 7 erwünscht sein. In der Fig. 1 Nimmt man eine etwa konstante Helligkeit auf dem Bildist die normale Tiefe der vom Bildschirm 7 ausgehenden Bil- schirm 7 der Bildröhre 8 an, ist das in der Öffnung 5 wahrge-der dadurch begrenzt, dass die tatsächliche Laufstrecke un- 3s nommene Bild in seinen mehreren Ebenen von vorn nach hinmittelbar vom Bildschirm 7 über die Spiegel zur Betrach- ten fortschreitend dunkler. Die Vorrichtung nach Fig. 1 stellt tungsöffnung 5 verläuft. Diese Einschränkung lässt sich folglich die Helligkeit in den wahrgenommenen Bildern rela-durch einen Aufbau beseitigen, wie er in der Fig. 5 gezeigt ist; tiv zu der an der Quelle herrschenden Bildhelligkeit ein. in dieser Ausführungsform müssen mindestens einige der Bil- Es kann erwünscht sein, die aus den einzelnen Zellen der auf dem Bildschirm 7 eine längere Strecke zurücklegen, 40 wahrgenommenen Bildhelligkeiten einander anzugleichen, bis sie die Betrachtungsöffnung 5 erreichen. wie beispielsweise in der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform.

Zu diesem Zweck sind die Spiegel 15a-l 7a vorgesehen, In dieser Ausführungsform liegen zusätzliche lichtdurchläs-die allgemein den Spiegeln 15-17 der Fig. 1 entsprechen. Das sige Elemente im Weg der Bilder in den Zellen 19,20 und verBild der vordersten Bildquelle 22 läuft in der Zelle 19a auf- laufen zwischen den zugehörigen Trennwänden. Zwei derar-wärts und wird vom Spiegel 15a wie in Fig. 1 reflektiert. 45 tige Elemente 71 befinden sich in der Zelle 19 zwischen der

Bildröhre 8 und dem Spiegel 15 und ein derartiges Element 72

Das Bild der mittleren Bildquelle 23 läuft vom Bildschirm in der Zelle 20 zwischen der Bildröhre und dem Spiegel 16; in aus aufwärts, wird von zwei winklig hegenden normalen Spie- der Zelle 21 ist kein zusätzliches Element vorgesehen. Haben geln 53,54 erst nach hinten und dann aufwärts und von dort die Elemente 71,72 den gleichen Transmissionsgrad wie die auf den Zweiwegspiegel 16a reflektiert. Auf diese Weise wird so Zweiwegspiegel 15,16, ist die Bildhelligkeit in der Öffnung 5

in der Zelle 20a die Laufstrecke des Bildes gegenüber der Zelle für alle Zellen die gleiche, da für jede Zelle das vom zugehöri-

20 und auch gegenüber der Laufstrecke in der Zelle 19a ver- gen Spiegel reflektierte Licht durch die gleiche Anzahl licht-

längert. durchlässiger Elemente hindurchtritt - in diesem Fall zwei.

Das Bild der hinteren Bildquelle 24 läuft vom Bildschirm Die Anzahl und die Wirkung der zusätzlichen lichtdurchlässi-

aus aufwärts, wird von den winklig angeordneten normalen 55 gen Elemente nimmt in rückwärtiger Richtung ab, um die

Spiegeln 55,56 erst rückwärts und dann aufwärts auf den grössere Anzahl der Spiegel 15,16 auszugleichen, die die Bil-

Spiegel 17a gelenkt. Dadurch wird die Laufstrecke des Bildes der von hinten nach vorn durchlaufen müssen.

in der Zelle 21a gegenüber der der Zelle 21 und auch gegen- Die Fig. 8 zeigt eine weitere Methode, um die Helligkeit

über der der Zellen 19a, 20a verlängert. der wahrgenommenen Bilder auszugleichen. Dabei ist der Mi-

Die resultierende Verlängerung der Laufstrecke der Bilder 60 crocomputer so programmiert, dass auf dem Bildschirm der in den Zellen 20a, 21 a bewirkt eine Vertiefung des schliesslich Bildröhre 8 drei Teile 22a-24a entstehen, die den Bildquellen wahrgenommenen Bildes. 22-24 entsprechen, wobei der hinterste Teil 24a am hellsten

Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Spiegel 14-17 allgemein par- ist und die anderen Teile nach vorn hin zunehmend dunkler allei zueinander angeordnet. Dabei treten jedoch zwischen ih- werden.

nen oft unerwünschte Reflektionen auf, die in der Öffnung 5 « Die Fig. 9 zeigt einen weiteren Weg, um die wahrgenom-

wahrnehmbar sind. Sie lassen sich jedoch wahlweise beseiti- menen Bilder zu egalisieren. In diesem Fall sind transparente gen, indem man eine Antireflexabschirmung 57 im oberen Filterfolien 73,74 unterschiedlicher Färbung auf die Bild-

Teil mindestens einiger Spiegel auf deren Rückseite anbringt. quellen 22,23 aufgelegt, wobei die Farbunterschiede eine Hei-

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ligkeitsänderung unter den Zellen bewirken. Beispielsweise ergeben eine violette Folie 73 und eine gelbe Folie 74 Farbe im allgemeinen einen Helligkeitsausgleich des wahrgenommenen Bildes. Auch lassen sich Folien nur einer Farbe, aber mit unterschiedlicher Deckung verwenden.

In einigen Fällen kann es erwünscht sein, in einen oder mehreren der Zellen der primären Kammer 3 einen Verwa-schungseffekt zu erzeugen. Wie die Fig. 10 zeigt, ist ein Paar beabstandeter, aber nicht paralleler Spiegel 75,76 zwischen der Bildquelle 22 und dem Spiegel 15 angeordnet. Die Spiegel 75,76 entsprechen dem Spiegel 15 dahingehend, dass es sich um lichtdurchlässige halbtransparente Zweiwegspiegel handelt, die mit ihren reflektierenden Hauptflächen einander zugewandt angeordnet sind. Das von der Bildröhre 22 zum Spiegel 15 laufende Bild muss durch die Spiegel 75,76 hindurchtreten und wird dabei, wie die Pfeile zeigen, mehrfach zwischen den nicht parallelen Spiegelflächen hin und her und dann zum Spiegel 15 reflektiert. Die Spiegeloberflächen brauchen nicht unbedingt parallel zu hegen, da bei einer anderen als der direkten Betrachtung dennoch Mehrfachbilder entstehen.

Das Konzept der Fig. 10 lässt sich mit einer beliebigen Anzahl der Zellen verwenden und auch dazu verwenden, die aus den Zellen wahrnehmbare Bildhelligkeit zu beeinflussen. Da, wie gezeigt, das Licht schliesslich durch eine grössere Anzahl optischer Elemente hindurchtreten muss, nimmt seine Helligkeit ab.

Obgleich viele der grundlegenden Konstruktionsteile, die zu den Kammern 3,4 erläutert worden sind, als rechteckig 5 dargestellt sind, ist diese Form nicht unbedingt nötig. Um die Perspektive zu ändern, kann man die Kammer- und Zellwände konvergierend oder divergierend anordnen.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erlaubt, eine Vielzahl von Illusionen für den Betrachter zu er-io zeugen und ist im Konzept und im Betrieb äusserst vielseitig und wirtschaftlich einsetzbar. Um den Tiefeneffekt zu erzeugen, sind weder mehrfarbige polarisierte oder andere spezielle Brillengläser erforderlich.

Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie 15 sie durch die Patentansprüche definiert ist, lässt die Erfindung sich auch vielfach anders ausführen als hier beschrieben.

Wie bereits erwähnt, lässt die Vorrichtung zum Erzeugen von Mehrebenenbildern nach der vorliegenden Erfindung sich für sämtliche Arten von Spielmaschinen für Vergnü-20 gungsgalerien oder Wohnräume - beispielsweise Schiessstände und dergleichen - einsetzen, um realistische Bildeffekte zu erzeugen und das Spielvergnügen zu erhöhen. Weiterhin ist sie geeignet für alle Arten von dreidimensionalen Darstellungsanordnungen, Landkartensichtanordnungen, Laden-25 fenster oder sonstige Werbeträger sowie für Lehr- und Ausbildungsgeräte.

C

3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Mehrebenenbildern, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) mit einer Betrachtungsöffnung (5), eine Bildererzeugungskammer (3) im Gehäuse, Trennwände (9,10,11), die in der Kammer eine Vielzahl einzelner Zellen (19,20,21) bilden, eine beleuchtete Bildquelle (22,23,24), die in mindestens einer der Zellen zwischen den Trennwänden liegt, und geneigte lichtdurchlässige Spiegel (14,15,16,17), die einen Teil der Zellen bilden und das Bild von der Bildquelle zur Betrachtungsöffnung lenken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beleuchtete Bildquelle ein dreidimensionaler Gegenstand (30) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beleuchtete Bildquelle eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer allgemein ebenflächigen Projektionsfläche (7) aufweist, die eine Grenzfläche der Kammer (3) bildet, und dass die Trennwandanordnung eine Vielzahl von Trennwandelementen aufweist, die von der Projektionsfläche in die Kammer hinein vorstehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Spiegel Fortsetzungen der Trennwandelemente bilden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandelemente eine Einrichtung bilden, die einen direkten Blick auf die Projektionsfläche von der Betrachtungsöffnung her sperren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bildquelle (38,39,40,41) optisch mit der Betrachtungsöffnung verbunden und von der ersten Bildquelle (22,23,24) unabhängig ist, um wahlweise in der Öffnung ein wahrnehmbares Bild zu erzeugen, das sich aus den Bildern der ersten und der zweiten Bildquelle zusammensetzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bildquelle von der Betrachtungsöffnung weit entfernt (32) liegt und sich die lichtdurchlässigen Spiegel zwischen beiden befinden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Bilderzeugungskammer, an deren einem Ende angrenzend an die Betrachtungsöffnung einer (14) der lichtdurchlässigen Spiegel liegt, wobei die zweite Bildquelle am dem letztgenannten Spiegel entgegengesetzten Ende (37) der zweiten Kammer liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Bilderzeugungskammer (4), an deren der Betrachtungsöffnung zugewandtem Ende einer der Spiegel liegt und in der sich die zweite Bildquelle befindet, die eine Vielzahl be-abstandeter bildbildender Elemente (39,40,41,47,48) zwischen den beiden Kammerenden angeordnet enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bildbildenden Elemente (39,40,41) quer über die zweite Kammer verlaufen und mit wachsendem Abstand vom letztgenannten Spiegel breiter werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (42) an der Betrachtungsöffnung und am letztgenannten Spiegel, die das bildbildende Element beleuchtet, und durch eine Blende (43) zwischen der Lichtquelle und dem letztgenannten Spiegel.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der die beabstandeten bildbildenden Elemente (47,48) innerhalb der zweiten Kammer in Bewegung versetzbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Elemente bewegende Einrichtung einen Endlosriemen (49), auf dem die beabstandeten bildbildenden Elemente angeordnet sind, sowie einen Antrieb (51) aufweist, der den Riemen antreibt, um die Elemente zu bewegen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet, durch optische Mittel (53,54,55,56) in mindestens einigen der Zellen, um die wahrgenommene Bildtiefe zwischen der Bildquelle gegenüber der tatsächlichen Bildtiefe zu ver-

5 grössern.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Spiegel das Bild von der Bildquelle zur Betrachtungsöffnung lenken und dass Mittel zum Verschieben des Bildweges vorgesehen sind, mit de-

io nen der Weg des Reflexionslichtes verschiebbar ist, um die Illusion einer Bildbewegung zu erzeugen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild an der Bildquelle räumlich festliegt und die den Bildweg verschiebende Einrichtung eine Antriebseinrich-

15 tung (59 bis 70) ist, mit der der lichtdurchlässige Spiegel in der Kammer in Bewegung versetzbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung der relativen Helligkeit des in der Betrachtungsöffnung wahrgenommenen Bildes relativ zur tat-

2o sächlichen Helligkeit der Bildquellen in den Zellen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Spiegel die Mittel zur Helligkeitseinstellung sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich-

25 net, dass die Einrichtung zur Helligkeitseinstellung lichtdurchlässige Elemente (71,72) aufweist, die zwischen den Trennwänden verlaufen und zwischen der Projektionsfläche und den Spiegeln angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich-

30 net, dass die Anzahl der lichtdurchlässigen Spiegel, durch die ein Bild aus einer Zelle laufen muss, mit wachsendem Abstand der Zelle von der Betrachtungsöffnung zunimmt, und dass die Anzahl der lichtdurchlässigen Elemente, durch die ein Bild aus einer Zelle laufen muss, mit wachsendem Ab-

35 stand abnimmt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Elemente ein Paar nichtparalleler Elemente sind, die in einer Zelle liegen und deren reflektierende Oberflächen einander zugewandt sind, um an der Be-

40 trachtungsöffnung mehrere voneinander unabhängige Bilder zu erzeugen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildvervielfältigungseinrichtung in mindestens einer der Zellen angeordnet ist, die aus dem von

45 der Bildquelle in der Zelle ausgehenden Bild eine Vielzahl von Bildern erzeugt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vervielfältigungseinrichtung ein Paar nichtparalleler lichtdurchlässiger Elemente (75,76) aufweist, die in der so Zelle angeordnet sind und reflektierende Oberflächen haben.
24. Vorrichtung nach Anspruch 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Spiegel allgemein parallel zueinander verlaufen und dass Antireflexabschir-mungen (57) hinter mindestens einigen der Spiegel angeord-

55 net sind, um unerwünschte Reflexionen zwischen den Spiegeln zu verhindern.